Способ цветного травления титана и его сплавов

(19 1)5 6 01 Й 1/34 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИЗОБ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТ 44публиканскбаединение научнорошко., Е. В, Крем ко, В.С, Го м Х, Способ ения, Справ . 26, 198-200 еталлоик, М.: Изобретение относится к способам металлографического травления и может бытьиспользовано для цветного травления титана и его сплавов,Известны способы цветного химического или электрохимического травления впрактике проведения металлографическихисследований. Они основаны на образовании тонкой пленки на поверхности образца при травлении, толщина которой.различна для разных структурных составляющих, зерен, фаз, Эффект травления зави-сит от химического состава фаз, ихкристаллической ориентации или напряженного состояния зерен. Различия в толщинепленок, образующихся на поверхности образцов при травлении, проявляются в видеразличий в цвете,проц сичн нест то в. Основнь 1 е недостатки известных спосоов цветного травления - это длительность(71) Белорусское рпроизводственноевой металлургии(54) СПОСОБ ЦВЕТНОГО ТРАВЛЕНИЯ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ(57) Использование: для цветного травлениятитана и его сплавов, Сущность изобретения: использование лазерного импульсногоизлучения с плотностью энергии 11,5Дж/мм и длительностью импульса 2 10с,1 табл. ессов травления, использование токых веществ в составе травителей, абильность получаемых результаНаиболее близким техническим решением является способ цветного теплового травления, который заключается в том, что электрополирование и травление образцов проводят обычным способом, а затем нагревают образцы в муфельной печи при гемпературе 600 С в течение 60 с, и вследс 1 вие окисления фазы окрашиваются в разныецвета.Этот способ имеет следующие недостатки: способ теплового цветного травления для титана и его сплавов применим только для простых структур, что существенно ограничивает его использование; сравнительно большая длительность процесса травления (60 с); сравнительно высокая температура нагрева образца (600 С), это при1778610 дартной методике: вырезание образца размером 10 х 10 х 5 мм, шлифование и полирование, Облучение поверхности шлифапроизводили на установке ЛТУМ с разной5 плотностью энергии излучения, с длительностью импульса 2 10 с.Результаты приведены в таблице.Результаты экспериментов показали,что оптимальный режим соответствует зна 10 чениям плотности энергии 11,5 Дж/мм 2.Для сравнения качества получаемыхизображений исследуемых структур былопроведено цветное тепловое травлениеобычным способом в муфельной печи при15 температуре 600 С в течение 60 с, Тепловоетравление в печи действительно приводитк структурным изменениям границ зерени фаз. Это делает проблематичным качественное и количественное определение20 структурных составляющих, При лазерном травлении наиболее четко выделяются структурные составляющие иих границы.При лазерном травлении нет необходи 25 мости использовать токсичные вещества,Рост оксидной пленки происходит в естественных условиях при охлаждении на воздухе образца. Этот способ можно успешноприменять в научных исследованиях и для30 контроля качества микроструктуры титановых сплавов,Формула изобретения 35 Способ цветного травления титана и егосплавов, заключающийся в том, что приготавливают шлиф и воздействуют на него тепловым полем, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности 40 цветного травления за счет сокращениявремени травления, воздействуют на шлиф импульсным лазерным излучением с плотностью энергии излчения в пятне фокусировки 1-1,5 Дж/мм и длительностью 45 импу ьса 2 10 с,Опыт Па амат и лазерного изл ченил Энергия импульса, Дж Диаметр луча, мм10 30 0,3 2 3 5 6 30 ЗО 30 30 30 0,6 0,8 1,0 1,5 2,4 водит к рвстравливанию межфазных и межзереанных границ; медленное охлаждение образцов после травления в муфельной печи приводит к нестабильным результатам.Целью изобретения является увеличение эффективности цветного травления (сокращение времени травления, применение способа для всех титановых сплавов без ограничений, Получение стабильных резул ьтатов).Поставленная цель достигается тем, что в качестве теплового источника используется концентрированный поток с плотностью энергии излучения лазерного импульса 11,5 Дж/мм, При лазерном импульсном облучении образца нагрев осуществляется са скоростью 10 10 С/с, охлаждение происходит на воздухе, что обуславливает рост оксидной пленки и цветовое окрашивание структуры, Время действия импульса порядка 12 10 с. За такой промежуток времени диффузионные процессы в обьеме образца не успевают протекать, поэтому фиксируется то расположение структурных составляющих и их границ, которое присуще изучаемому сплаву. Нагрев образца осуществляется до температур, лежащих в интервале Тнагр. Т фаз,превр.Т = 0,5 Тпл е При таких условиях облучения образцов на полированной поверхности происходит окрашивание фаз, зерен, границ за счет роста оксидной пленки при остывании образца.Способ цветного травления может быть осуществлен на установках типа "Квант 10", "Квант", еЛТУМи и др;П р и м е р. Выявление микроструктуры производилось на образцах а-титана марки ВТ 1-0 и а+Я-титанового сплава марки ВТ. Образцы были изготовлены по станРезультаты наблюдения Микроструктура не проявиласьТо жеЛокальное окрашивание Стабильное окрашиваниеТо жеЛокальное плавление